(57)【要約】【課題】  効率よくガスの排気を行うことで放電を防ぎ、焦点および照射位置の変動を起こりにくくし、加工精度の良い集束イオンビーム装置を提供する。【解決手段】  チャンバー６内中心部に配置される鏡筒５の端部付近にその管口が試料に向かうようにガス排気用の排気管９を設ける。この場合において、イオンビーム鏡筒５のイオンビーム軸を中心とし、ガスインジェクター８の対向位置に排気管９を設ける。もしくはガス給排気管１６のガス供給口部１０に隣接させて、排気口部１１がくるように給排気管１６を設ける。排気口部１１は加熱、冷却する温度調節機能を備えている。【選択図】    図１
2005222748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を加工するためのデポジションガス、エッチングガスを試料表面に供給するガスインジェクターを備えた集束イオンビーム装置において、前記加工したときの残留ガスをチャンバー内部で捕集し排気する排気管をイオン光学系のイオンビーム軸に対して前記ガスインジェクターと対向する位置に設けたことを特徴とする集束イオンビーム装置。
【請求項２】
試料を加工するためのデポジションガス、エッチングガスを試料表面に供給するガスインジェクターを備えた集束イオンビーム装置において、前記加工したときの残留ガスをチャンバー内部で捕集し排気する排気管の排気口部を前記ガスインジェクターの供給口部に隣接させて取り付けたことを特徴とする集束イオンビーム装置。
【請求項３】
前記排気口部付近に前記残留ガスをトラップする、トラップ機構を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の集束イオンビーム装置。
【請求項４】
前記トラップ機構は前記排気口部を冷却、加熱する温度調節機構であることを特徴とする請求項３記載の集束イオンビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスを利用し試料を加工する、集束イオンビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、試料を加工するためのデポジションガス、エッチングガスインジェクターを備えたＦＩＢ装置において、前記加工したときの残留ガスはチャンバー壁面の排気口から排気されていた（例えば、非特許文献１参照）。図4に、イオンビーム鏡筒５７を備えた集束イオンビーム装置における従来の排気システムを示す。チャンバー５２内において、加工用試料載置部分５３上の試料にガスが供給されチャンバー内に広がる。前記ガスは壁面排気口５５から排気ポンプ５６を通り排気される。
【非特許文献１】長町信治、上田雅弘、石川順三著「低エネルギー集束イオンビームよる薄膜形成」表面科学vol16,No12,p724-728,1995（図4）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の集束イオンビーム装置においては、排気口がチャンバー壁面にあるので、前記残留ガスがチャンバー内壁まで拡散してから排気されている。この場合において拡散は全方向におこるため前記残留ガスの一部はイオンビームを発生する鏡筒のレンズ部分にまで拡散する。鏡筒の静電レンズ部分は20~30kV電圧で加速されたイオンビームを用いており、集束させるときは静電レンズ部に20~35ｋVの高電圧を印加している。前記残留ガスが鏡筒部に入り込むと、静電レンズ部分で絶縁耐圧が劣化し放電が発生しやすくなるという問題が発生していた。放電がおこると静電レンズの生成する電場環境が変化するため、焦点および照射位置の変動が生じ、加工精度の低下を招く。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決し、前記放電が起こらないようにすることで、焦点および照射位置の変動を起こりにくくし、加工精度の良い集束イオンビーム装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のＦＩＢ装置においては、チャンバー内中心部に配置される鏡筒端部付近にその管口が試料に向かうようにガス排気用の排気管を設ける。この場合において、イオンビーム鏡筒のイオンビーム軸を中心とし、ガスインジェクターの対向位置に排気管を設ける。もしくはガスインジェクターのガス供給口部に隣接させて、排気口部がくるように排気管を設ける。これら排気管は、排気口部を加熱、冷却する温度調節機能を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
【０００７】
1．イオンビーム軸を中心にガスインジェクターと対向する位置に、排気口部を試料ステージに向けて排気管を設けること、もしくはガスインジェクターのガス供給口部に隣接して、かつ、試料ステージに向けて排気口部がくるように排気管を設けることにより、前記残留ガスの一部を拡散する前に取り除くことができる。これにより鏡筒へ到達する残留ガスの量が減るため、鏡筒内部にある静電レンズに到達するガス量も減る。そのため前記残留ガスが静電レンズの高電圧で電離、分解され、静電レンズで放電することを低減させることができる。放電現象が減るため、イオンビーム軸が安定して加工精度が向上する。
２．前記排気管に温度調節機能を設けることで、冷却時には排気管にガスを吸着させ、加熱時には排気管からガスを脱離させる。脱離したガスは、排気管から排気される。このガスをトラップする機能と、加工しない間にトラップしたガスを脱離させることで効率よくガスを排気させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
上記排気管の排気口部より、ガスインジェクターのガス供給口部より供給されたガスのうち集束イオンビーム加工後の残留ガスを排気する。放電の原因となる残留ガスの一部を、チャンバーから鏡筒のレンズへ到達する前に排気することで放電の発生を低減する。また、残留ガスの一部をチャンバー内部で拡散する前に取り除くことで、チャンバー内壁のガス付着汚染を軽減できる。また排気管の温度調節機能を有するものとして、冷却、加熱機構を設ける。排気管を冷却することで残留ガスを排気管に効率よく吸着させ、排気管を加熱することで前記排気管に吸着したガスを効率よく脱離、排気させることができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図1、図2は本発明による、排気管をとりつけたFIB装置の模式図である。図1において、チャンバー6に、ガス供給管8、ガス排気管9を、試料ステージの試料を載置する部分にその開口部を向けて取り付ける。ガス排気管9はイオンビーム軸に対してガス供給管に対向させて設ける。図1、図2のガス排気管9、ガス給排気管16、壁面排気口7、壁面排気口15は排気用ポンプとつながっている。このとき図1のガス排気管9はイオンビーム軸に対してガス供給管8と対称な位置に設けると、より効率よく排気が可能である。図1のチャンバー6内には試料台4の上に加工用試料載置部分3があり、その直上にはイオンビームを発生し、イオンビームを試料上に集束し走査照射する集束イオンビームの鏡筒5がある。図1のガス供給口部1から、チャンバー6内へガスが供給され、ガスは加工用試料載置部分3上に広がる。チャンバー6には壁面排気口部7があり、前記残留ガスの排気が行われる。しかし残留ガスの一部は鏡筒5や壁面排気口部7に拡散する前に、チャンバー6内に設けられた、ガス排気口部2から排気される。ガス排気口部2の先端内部には、ガスを液体、固体化してトラップするための冷却機構と、液体、固体化したガス成分を再びガス化して脱離させるための加熱機構、すなわち温度管理機構が備わっている。ガス加熱機構は、ガス排気口部2を冷却し、ガスを吸着し続けると吸着能力が低下するため、定期的にガス排気口部2を加熱することで吸着したガスを脱離させ、吸着能力を回復させるためのものである。図3にこの排気口部における冷却、加熱の温度調節機構について示す。図1、図2の排気口部2、排気口部11の内部に、排気管を冷却するための液体が流れる冷却管18と、排気管を加熱するための電熱線ヒーター19を設ける。こうして図1、図2の鏡筒5、鏡筒17の静電レンズに拡散する残留ガスを減らすことで鏡筒での放電を減らす。ガス成分は特に高真空下で分子流になることから、図1のようにガス供給口部1とガス排気口部2を対向して配置すると、供給されたガス成分が直線軌道をとり、試料台で反射して排気口部2から排気されるため、ガスの排気効果が高い。
【００１０】
図2において、チャンバー12に、ガス供給口部10、ガス排気口部11を有するガス給排気管１6を取り付ける。ガス供給口部10とガス排気口部11は併設して設けられて一体化している。
【００１１】
ガス供給管とガス排気管が一体化しているので、チャンバー12内にコンパクトにおさめることができる。チャンバー12には試料台14の上に加工用試料載置部分13があり、その直上にはイオンビームを発生する鏡筒17がある。図2のガス供給口部10から、チャンバー12内へガスが供給され、ガスは加工用試料載置部分13上に広がる。ガス供給口部10に隣接させてガス排気口部11が設けられているので、残留ガスの一部は壁面排気口15や鏡筒17に拡散する前に、排気口部11から排気される。このときガス排気口部11内部には前記した、ガスを液体、固体化してトラップするための冷却機構と、液体、固体化したガス脱離するための加熱機構が備わっている。こうして前記残留ガスの一部が、鏡筒17に拡散する前に排気を行うためのガス排気口部11から排気されることで、鏡筒での放電を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による排気管をとりつけた集束イオンビーム装置の模式図である。
【図２】本発明による排気管をとりつけた集束イオンビーム装置の模式図である。
【図３】排気口部における冷却、加熱の温度調節機構の模式図である。
【図４】集束イオンビーム装置における従来の排気システム示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
1  ガス供給口部
2  ガス排気口部
3  加工用試料載置部分
4  試料台
5  鏡筒
6  チャンバー
7  壁面排気口
8  ガス供給管
9  ガス排気管
10  ガス供給口部
11  ガス排気口部
12  チャンバー
13  加工用試料載置部分
14  試料台
15  壁面排気口
16  ガス給排気管
17  鏡筒
18  冷却管
19  電熱線
20  排気口
【図１】
2005222748.tif 000003
【図２】
2005222748.tif 000004
【図３】
2005222748.tif 000005
【図４】
2005222748.tif 000006